DE112017005324T5 - INTERCHANGEABLE DOSING ARMING DEVICE, SYSTEM AND METHOD - Google Patents
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Abstract
Ein Dosierer zur Abgabe einer kryogenen Flüssigkeit beinhaltet ein Dosiergehäuse, das zur Aufnahme der kryogenen Flüssigkeit konfiguriert ist. Der Dosierarm weist ein proximales Ende und ein distales Ende sowie einen zentralen Durchgang auf, der sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstreckt. Darüber hinaus ist der Dosierarm konfiguriert, um kryogene Flüssigkeit aus dem Dosiergehäuse aufzunehmen. Ein Bajonettanschluss verbindet das proximale Ende des Dosierarms lösbar mit dem Dosiergehäuse. Ein Dosierkopf ist am distalen Ende des Dosierarms montiert und konfiguriert, um kryogene Flüssigkeit aus dem zentralen Durchgang des Dosierarms aufzunehmen und die kryogene Flüssigkeit abzugeben.A cryogenic liquid dispenser includes a metering housing configured to receive the cryogenic liquid. The dosing arm has a proximal end and a distal end and a central passage extending between the proximal and distal ends. In addition, the dosing arm is configured to receive cryogenic liquid from the dosing housing. A bayonet connection removably connects the proximal end of the dosing arm to the dosing housing. A dosing head is mounted at the distal end of the dosing arm and configured to receive cryogenic liquid from the central passage of the dosing arm and deliver the cryogenic liquid.
Description
PRIORITÄTSANS PRUCHPRIORITY PRESS
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der am 19. Oktober 2016 eingereichten
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Dispenssysteme für kryogene Flüssigkeiten und insbesondere auf austauschbare Dosierarme für kryogene Flüssigkeitsdosierer.The present disclosure generally relates to dispensing systems for cryogenic liquids and, more particularly, to exchangeable dosing arms for cryogenic liquid feeders.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Kryogene Flüssigkeiten, d.h. Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt von im Allgemeinen unter -150°C bei Atmosphärendruck, werden in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt. Ein Beispiel ist die Verpackung von Lebensmitteln, Getränken und anderen Produkten.Cryogenic liquids, i. Liquids with a boiling point generally below -150 ° C at atmospheric pressure are used in a variety of industrial applications. One example is the packaging of food, beverages and other products.
Ein Teil des flüssigen Stickstoffs (ein kryogenes Fluid) erwärmt sich und dehnt sich bei Umgebungstemperatur auf 700 Teile gasförmigen Stickstoff aus. Basierend auf dieser Eigenschaft wurden automatisierte Dosiergeräte und -systeme entwickelt, die die gemessenen Dosen flüssigen Stickstoffs vor dem Verschließen präzise in Produktbehälter dosieren. Der eingeschlossene flüssige Stickstoff verdampft und erzeugt so Druck im Behälter, um dem Behälter Steifigkeit zu verleihen. Dies ermöglicht den Einsatz einer dünneren Behälterwand, was Materialkosten und Gewicht reduziert. Alternativ kann bei Konservierungs- und modifizierten Verpackungsanwendungen (MAP) das schnell expandierende Gas entweichen, bevor die Produktverpackung versiegelt wird, wobei Sauerstoff ausgespült und die Lebensdauer verlängert wird. In noch einer weiteren Anwendung wird eine Dosis flüssigen Stickstoffs eingeführt, um das Lebensmittel „einzuschließen“ und an der Oberfläche einzufrieren (z.B. neue Eiscreme).Part of the liquid nitrogen (a cryogenic fluid) heats up and expands at ambient temperature to 700 parts of gaseous nitrogen. Based on this feature, automated dispensers and systems have been developed that precisely meter the measured doses of liquid nitrogen into product containers prior to sealing. The trapped liquid nitrogen vaporizes, creating pressure in the container to impart rigidity to the container. This allows the use of a thinner vessel wall, which reduces material costs and weight. Alternatively, in preservative and modified packaging (MAP) applications, the rapidly expanding gas may escape before the product package is sealed, flushing out oxygen and prolonging the life. In yet another application, a dose of liquid nitrogen is introduced to "trap" the food and freeze it on the surface (e.g., new ice cream).
Ein typisches Dosiersystem nach dem Stand der Technik ist in
Dosierer nach dem Stand der Technik verwenden einen festen Dosierarm, der sich vom Dosiergehäuse aus erstreckt. Dies erfordert eine Reihe von verschiedenen Dosierer-Modellen, um Anwenderanwendungen mit unterschiedlichen Armlängen zu ermöglichen. Darüber hinaus erhöhen Dosierer mit festen Dosierarmen die Schwierigkeit und die Kosten bei der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen zur Erfüllung der Benutzerbedürfnisse.Prior art dispensers use a fixed metering arm that extends from the metering housing. This requires a number of different doser models to enable user applications with different arm lengths. In addition, solid dose dispensers increase the difficulty and cost of developing custom solutions to meet user needs.
Figurenlistelist of figures
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1 ist eine schematische Darstellung eines Dosiersystems gemäß dem Stand der Technik;1 is a schematic representation of a dosing system according to the prior art; -
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Dosierers;2 is a perspective view of an embodiment of a doser; -
3 ist eine Explosionszeichnung des Dosierers von2 ;3 is an exploded view of the doser of2 ; -
4 ist ein Querschnitt durch den Dosiergehäuse, die Auslassarmatur und den männlichen Bajonettanschluss der1-3 ;4 is a cross section through the metering housing, the outlet fitting and the male bayonet fitting of1-3 ; -
5A ist eine vergrößerte Ansicht des männlichen Bajonettanschlusses von4 ;5A is an enlarged view of the male bayonet connector of4 ; -
5B ist ein Querschnitt durch den männlichen Bajonettanschluss von5A entlang der Linie5B -5B ;5B is a cross section through the male bayonet connector of5A along theline 5B -5B ; -
6 ist eine Seitenansicht der Außenhülle der Hülse, des Flansches und der Einführspindel des Bajonettanschlusses der5A und5B ;6 is a side view of the outer shell of the sleeve, the flange and the insertion of the bayonet connection of the5A and5B ; -
7 ist eine Seitenansicht des Einsatzes des männlichen Bajonettanschlusses der5A und5B ;7 is a side view of the use of the male bayonet connection of5A and5B ; -
8 ist eine perspektivische Ansicht des Dosierarms der2 und3 ;8th is a perspective view of the dosing of the2 and3 ; -
9 ist eine Draufsicht auf den Dosierarm von8 ;9 is a plan view of the dosing of8th ; -
10 ist eine Querschnittsansicht des Dosierers der8 und9 entlang der Linie10 -10 der9 ;10 is a cross-sectional view of the doser of8th and9 along the line10 -10 the9 ; -
11 ist eine vergrößerte Seitenansicht des weiblichen Bajonettanschlusses des Dosierarms der7-10 ;11 is an enlarged side view of the female bayonet connection of the dosing of the7-10 ; -
12 ist ein Querschnitt durch den weiblichen Bajonettanschluss von11 entlang der Linie12 -12 von11 ;12 is a cross section through the female bayonet connection of11 along the line12 -12 from11 ; -
13 ist ein Querschnitt durch die verbundenen männlichen und weiblichen Bajonettanschlüsse von2-12 ;13 is a cross section through the connected male and female bayonet connectors of2-12 ; -
Die
14A und14B veranschaulichen die männlichen und weiblichen Bajonettanschlüsse, eine Buchse und eine Klemme vor dem Verbinden (14A) und nach dem Verbinden und Klemmen (14B) ;The14A and14B illustrate the male and female bayonet connectors, a jack and a clip before connecting (14A) and after connecting and clamping (14B) ; -
15 ist eine Seitenansicht des Dosierers der2 ,3 und13 mit den verbundenen und geklemmten männlichen und weiblichen Bajonettanschlüssen.15 is a side view of the dosing of the2 .3 and13 with connected and clamped male and female bayonet outlets.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Es gibt mehrere Aspekte des vorliegenden Gegenstands, die in den nachfolgend beschriebenen und beanspruchten Vorrichtungen und Systemen getrennt oder zusammen dargestellt werden können. Diese Aspekte können allein oder in Kombination mit anderen Aspekten des hierin beschriebenen Gegenstands verwendet werden, und die Beschreibung dieser Aspekte zusammen soll nicht ausschließen, dass diese Aspekte einzeln oder in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.There are several aspects of the present subject matter that may be illustrated separately or together in the devices and systems described and claimed below. These aspects may be used alone or in combination with other aspects of the subject matter described herein, and the description of these aspects taken together is not intended to exclude that these aspects are used individually or in various combinations as set forth in the appended claims.
In einem Aspekt weist ein Dosierer zur Abgabe einer kryogenen Flüssigkeit ein Dosiergehäuse auf, das konfiguriert ist, um die kryogene Flüssigkeit aufzunehmen. Ein Dosierarm hat ein proximales Ende und ein distales Ende mit einem zentralen Durchgang, der sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstreckt und konfiguriert ist, um kryogene Flüssigkeit aus dem Dosiergehäuse aufzunehmen. Eine Bajonettverbindung verbindet das proximale Ende des Dosierarms lösbar mit dem Dosiergehäuse. Ein Dosierkopf ist am distalen Ende des Dosierarms montiert und konfiguriert, um kryogene Flüssigkeit aus dem zentralen Durchgang des Dosierarms aufzunehmen und die kryogene Flüssigkeit abzugeben.In one aspect, a cryogenic liquid dispenser includes a metering housing configured to receive the cryogenic liquid. A metering arm has a proximal end and a distal end with a central passage extending between the proximal and distal ends and configured to receive cryogenic liquid from the metering housing. A bayonet connection removably connects the proximal end of the dosing arm to the dosing housing. A dosing head is mounted at the distal end of the dosing arm and configured to receive cryogenic liquid from the central passage of the dosing arm and deliver the cryogenic liquid.
In einem weiteren Aspekt weist ein Dosierer zur Abgabe einer kryogenen Flüssigkeit ein Dosiergehäuse mit einem Behälter auf, der konfiguriert ist, um die kryogene Flüssigkeit aufzunehmen. Eine Auslassarmatur beinhaltet einen Außenmantel der Auslassarmatur. Ein Innenrohr der Auslassarmatur befindet sich innerhalb des Außenmantels der Auslassarmatur. Das Auslass-Innenrohr steht in fluider Verbindung mit dem Behälter des Dosiergehäuses. Eine Auslassarmatur-Hülse ist mit dem Auslassarmatur-Außenmantel und dem Innenrohr verbunden, so dass zwischen ihnen ein Ringraum definiert ist. Auf der Auslassarmatur-Hülse ist ein Auslassarmatur-Flansch angeordnet. Eine männliche Bajonett-Einsatzstange ist an der Auslassarmaturen-Hülse befestigt und steht in fluider Verbindung mit dem Auslassarmatur-Innenrohr. Ein Dosierarm hat ein proximales Ende und ein distales Ende. Der Dosierarm beinhaltet auch einen Dosierarm-Außenmantel mit einem Dosierarm-Innenrohr, das innerhalb des Dosierarm-Außenmantels angeordnet ist. Das Innenrohr des Dosierarms hat einen zentralen Durchgang. Eine Dosierarm-Hülse ist mit dem Außenmantel des Dosierarms und dem Innenrohr verbunden, so dass ein abgedichteter Ringraum definiert ist. Der Ringraum wird im Allgemeinen von Luft evakuiert. Ein Dosierarm-Flansch, der auf der Dosierarm-Hülse positioniert ist und abnehmbar am Auslassarmatur-Flansch befestigt ist. Die männliche Bajonett-Einsatzstange ist abnehmbar innerhalb und in fluider Verbindung mit dem zentralen Durchgang des Innenrohrs des Dosierarms positioniert. Ein Dosierkopf ist am distalen Ende des Dosierarms montiert und konfiguriert, um kryogene Flüssigkeit aus dem zentralen Durchgang des Innenrohrs des Dosierarms aufzunehmen, um die kryogene Flüssigkeit abzugeben.In another aspect, a cryogenic liquid dispenser includes a metering housing having a container configured to receive the cryogenic liquid. An outlet fitting includes an outer jacket of the outlet fitting. An inner tube of the outlet fitting is located within the outer jacket of the outlet fitting. The outlet inner tube is in fluid communication with the container of the metering housing. An outlet fitting sleeve is connected to the outlet fitting outer shell and the inner tube so that an annulus is defined between them. An outlet fitting flange is disposed on the outlet fitting sleeve. A male bayonet insert bar is attached to the outlet fitting sleeve and is in fluid communication with the outlet fitting inner tube. A dosing arm has a proximal end and a distal end. The metering arm also includes a metering outer shell with a metering inner tube disposed within the metering shell outer shell. The inner tube of the dosing arm has a central passage. A Dosierarm sleeve is connected to the outer jacket of the Dosierarms and the inner tube, so that a sealed annulus is defined. The annulus is generally evacuated from air. A metering arm flange positioned on the metering sleeve and removably attached to the outlet fitting flange. The male bayonet insert bar is removably positioned within and in fluid communication with the central passage of the inner tube of the metering arm. A metering head is mounted at the distal end of the metering arm and configured to receive cryogenic liquid from the central passage of the inner tube of the metering arm to deliver the cryogenic liquid.
In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Dosierarm einen Außenmantel des Dosierarms. Ein Dosierarm-Innenrohr ist innerhalb des Dosierarm-Außenmantels angeordnet und hat einen zentralen Durchgang. Ein Dosierkopf ist an einem distalen Ende des Dosierarms positioniert und konfiguriert, um eine kryogene Flüssigkeit aus dem zentralen Durchgang aufzunehmen. Eine Dosierarm-Hülse ist mit dem Außenmantel und dem Innenrohr des Dosierarms an einem proximalen Ende des Dosierarms verbunden, so dass zwischen ihnen ein abgedichteter Ringraum definiert ist. Der Ringraum wird im Allgemeinen von Luft evakuiert. Ein Dosierarm-Flansch ist auf der Dosierarm-Hülse positioniert.In yet another aspect, a metering arm includes an outer shell of the metering arm. A metering inner tube is disposed within the metering outer shell and has a central passageway. A dosing head is positioned at a distal end of the dosing arm and configured to receive a cryogenic liquid from the central passage. A metering sleeve is connected to the outer shell and the inner tube of the metering at a proximal end of the metering, so that between them a sealed annulus is defined. The annulus is generally evacuated from air. A metering arm flange is positioned on the metering sleeve.
In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Wechseln eines Dosierarms eines Dosierers die Schritte des Trennens von Flanschen eines männlichen Bajonettanschlusses und eines ersten weiblichen Bajonettanschlusses, wobei der männliche Bajonettanschluss an einem Dosiergehäuse des Dosierers und der erste weibliche Bajonettanschluss an einem ersten Dosierarm befestigt ist, Entfernen einer Einsatzstange des männlichen Bajonettanschlusses aus einem zentralen Durchgang des ersten weiblichen Bajonettanschlusses, Einsetzen der Einsatzstange in einen zentralen Durchgang eines zweiten weiblichen Bajonettanschlusses eines zweiten Dosierarms und Verbinden der Flansche des männlichen Bajonettanschlusses und des zweiten weiblichen Bajonettanschlusses.In yet another aspect, a method of changing a metering arm of a doser includes the steps of separating flanges of a male bayonet fitting and a first female bayonet fitting, the male bayonet fitting secured to a metering housing of the metering device and the first female bayonet fitting secured to a first metering arm, Removing an insert rod of the male bayonet fitting from a central passage of the first female bayonet fitting, inserting the insert rod into a central passageway of a second female bayonet fitting of a second metering arm and connecting the flanges of the male bayonet fitting and the second female bayonet fitting.
In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Wechseln eines Dosierarms eines Dosierers die Schritte des Trennens von Flanschen eines ersten männlichen Bajonettanschlusses und eines weiblichen Bajonettanschlusses, wobei der erste männliche Bajonettanschluss an einem ersten Dosierarm befestigt ist und der weibliche Bajonettanschluss am Dosiergehäuse des Dosierers befestigt ist, Entfernen einer Einsatzstange des ersten männlichen Bajonettanschlusses aus einem zentralen Durchgang des weiblichen Bajonettanschlusses, Einsetzen einer Einsatzstange eines zweiten Dosierarms in den zentralen Durchgang des weiblichen Bajonettanschlusses und Verbinden der Flansche des zweiten männlichen Bajonettanschlusses und des weiblichen Bajonettanschlusses.In yet another aspect, a method of changing a metering arm of a doser includes the steps of separating flanges of a first male bayonet port and a female bayonet fitting, wherein the first male bayonet fitting is secured to a first metering arm and the female bayonet fitting is secured to the metering housing of the doser, removing an insert rod of the first male bayonet fitting from a central passageway of the female bayonet fitting, inserting a deployment rod of a second metering arm into the first bayonet fitting central passage of the female bayonet connection and connecting the flanges of the second male bayonet connection and the female bayonet connection.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Die Ausführungsformen der Erfindung bieten einen austauschbaren Dosierarm. Der austauschbare Dosierarm ist ein vollständig modularer Aufbau mit einem weiblichen kryogenen Bajonetteinlass, der den Aufbau des Dosierers vereinfacht und gleichzeitig die Flexibilität in Bezug auf die Anwenderanwendungen erhöht. Der Arm ist unabhängig vom Gehäuse vakuumisoliert und kann mehrere verschiedene Arten von Dosierantrieben aufnehmen. Es kann in verschiedenen Längen hergestellt werden, um eine Vielzahl von Standardanwendungen abzudecken, und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, es an die individuellen Bedürfnisse des Benutzers anzupassen.The embodiments of the invention provide a replaceable dosing arm. The replaceable dosing arm is a fully modular design with a female cryogenic bayonet inlet that simplifies the dosing assembly while increasing flexibility in user applications. The arm is vacuum-insulated independently of the housing and can accommodate several different types of dosing drives. It can be manufactured in various lengths to cover a variety of standard applications, while offering the ability to customize it to the individual needs of the user.
Während die Erfindung im Folgenden in Bezug auf Dosierer und Systeme zum Dosieren beschrieben wird, die Tröpfchen flüssigen Stickstoffs in die Produktverpackung injizieren, kann sie mit anderen Arten von Dosiersystemen und kryogenen Flüssigkeiten verwendet werden. Zusätzlich, während der Dosierarm in Form eines Dosierarms mit einem einzelnen Dosierkopf beschrieben wird, können alternative Ausführungsformen mehrere Dosierköpfe beinhalten, die auf einem einzelnen Dosierarm montiert sind.While the invention is described below with respect to metering and metering systems that inject droplets of liquid nitrogen into the product package, it can be used with other types of metering systems and cryogenic liquids. In addition, while the metering arm is described in the form of a metering arm with a single metering head, alternative embodiments may include multiple metering heads mounted on a single metering arm.
Ein Dosierer, der eine Ausführungsform der austauschbaren Dosierarme der Erfindung beinhaltet, ist im Allgemeinen mit 40 in
Unter Bezugnahme auf die
Unter Bezugnahme auf
Die Auslassarmatur des Dosiergehäuses, die in
Die Einsatzstange
Wie in den
Bei den
Wie in
Zurück zu
Unter Bezugnahme auf
Das Innenrohr
Zwischen dem Innenrohr
Wie in
Die Bajonettverbindung ist mit der mit
Wie in den
Anstelle der dargestellten Klemme können alternativ andere, in der Technik bekannte Vorrichtungen zur Befestigung der Flansche des männlichen Bajonettanschlusses und des weiblichen Bajonettanschlusses verwendet werden. Nur als Beispiel können die Flansche durch Verbindungselemente, wie beispielsweise Schrauben, die durch Öffnungen in den Flanschen hindurchgehen, miteinander verbunden werden.Alternatively, instead of the illustrated clamp, other devices known in the art may be used to secure the flanges of the male bayonet fitting and the female bayonet fitting. By way of example only, the flanges may be interconnected by fasteners, such as screws passing through openings in the flanges.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Ausrichtung der männlichen und weiblichen Bajonettanschlüsse der Bajonettverbindung umgekehrt werden. Genauer gesagt, könnte die Auslassarmatur
In Bezug auf
Die Verwendung eines einzigen Dosiergehäuses und austauschbarer Dosierarme macht den oben beschriebenen Dosierer wirklich modular und ermöglicht es ihm, schnelle, kostengünstige und maßgeschneiderte Lösungen für individuelle Situationen anzubieten, in denen Benutzer auftauchen können.The use of a single metering housing and replaceable metering arms makes the metering unit described above truly modular, enabling it to offer fast, cost-effective and tailor-made solutions for individual situations in which users can emerge.
Während die bevorzugten Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt und beschrieben wurden, wird es für die Fachwelt offensichtlich sein, dass Änderungen und Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen, deren Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert ist.While the preferred embodiments of the disclosure have been shown and described, it will be obvious to those skilled in the art that changes and modifications may be made therein without departing from the spirit of the disclosure, the scope of which is defined by the following claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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